
[电子] 分立元件,[数] 离散元素
The characteristics of the continuum-based discrete element method are introduced in detail.
详细介绍基于连续介质的离散元法的特点;
The discrete element method based on static relaxation is extended to three dimensional case.
将基于静态松弛解法的离散单元法推广至三维。
Meanwhile a new way to determine the contacting parameters for discrete element analysis is presented.
同时,对离散元方法的应用,特别是参数选取进行了有益的探讨。
The discrete element method (DEM) is introduced, which includes hard sphere model and soft sphere model.
着重介绍了非连续介质模型中的离散元法(dem):硬球模型和软球模型。
The static synchronous relaxation discrete element method (SSRDEM) was extended to three dimensional case.
将静态同步松弛离散单元法(SSRDEM)推广至三维。
"离散元"(Discrete Element)是一个在工程力学、计算物理学和材料科学等领域广泛应用的核心概念,其核心含义是指将连续介质或复杂系统分解为相互独立且具有明确物理属性的分离单元,这些单元通过接触力或势能函数相互作用,共同模拟整体系统的动力学行为。
离散元指系统中可独立运动的、具有几何形状(如球形、多边形)和物理属性(质量、转动惯量、弹性模量等)的基本单元。每个单元的运动遵循牛顿第二定律: $$ F_i = m_i frac{d x_i}{dt}, quad M_i = I_i frac{d theta_i}{dt} $$ 其中 ( F_i ) 和 ( M_i ) 分别为单元受到的合力和合力矩,( m_i ) 和 ( I_i ) 为质量和转动惯量。单元间的相互作用通过接触模型(如赫兹接触理论)或键合模型(如分子动力学中的势函数)描述。
用于模拟颗粒材料(如土壤、矿石)的剪切、崩塌行为。例如在边坡稳定性分析中,离散元法(DEM)可重现颗粒流动的动态过程(Cundall & Strack, 1979)。
在制药、矿业领域模拟颗粒混合、破碎、输送等流程,优化设备设计(如球磨机、料仓)。
与有限元法(FEM)耦合,用于复合材料断裂分析(如混凝土中骨料与水泥基的相互作用)。
特性 | 离散元法 (DEM) | 连续介质力学 (FEM) |
---|---|---|
建模对象 | 分离单元集合体 | 连续体 |
控制方程 | 牛顿运动定律 | 偏微分方程(如Navier-Stokes) |
适用场景 | 非连续介质、大变形、断裂 | 连续变形、小应变 |
计算规模 | 单元数量级限制(通常<10) | 可处理更大规模系统 |
根据国际岩石力学学会(ISRM)的术语标准:
"离散元是离散介质力学模型中的基本实体,其运动受局部接触力支配,且允许有限位移和旋转"(来源:Rock Mechanics and Rock Engineering期刊术语指南)。
在经典DEM中,两球形单元间的法向接触力 ( F_n ) 采用弹性-阻尼模型: $$ F_n = k_n delta_n + c_n dot{delta_n} $$ 其中 ( k_n ) 为法向刚度,( delta_n ) 为重叠量,( c_n ) 为阻尼系数(Tsuji et al., Powder Technology, 1992)。
知识来源依据:
“Discrete element”是数值模拟领域的重要术语,其含义可从以下角度解析:
1. 词义分解
2. 技术定义 离散元(Discrete Element)指在数值模拟中,用于描述不连续介质(如颗粒材料、碎裂结构)的独立单元。这些单元具有独立运动特性,并通过接触作用相互影响()。
3. 与有限元的对比 •离散元法(DEM):适用于模拟颗粒流、岩石破碎等非连续介质问题,单元间允许分离和碰撞。 •有限元法(FEM):用于连续介质分析(如金属变形),单元通过节点连接()。
4. 典型应用 包括:岩土工程中的颗粒流动分析、机械破碎过程模拟、地质断层研究等。其核心优势在于处理大规模分离和碰撞现象()。
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